La nuova tecnica "pelle in siringa" segna un importante passo avanti nella medicina rigenerativa. / New ‘Skin in a Syringe’ Marks Major Step in Regenerative Medicine

La nuova tecnica "pelle in siringa" segna un importante passo avanti nella medicina rigenerativa. / New ‘Skin in a Syringe’ Marks Major Step in Regenerative Medicine

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Una grave ustione può distruggere all'istante le barriere naturali del corpo, rendendo i pazienti vulnerabili ad infezioni, disidratazione e complicazioni a lungo termine.

Nonostante decenni di progressi in campo medico, la ricostruzione di una pelle funzionale rimane una delle sfide più difficili della medicina rigenerativa. Ora, alcuni ricercatori svedesi hanno sviluppato una nuova tecnologia che potrebbe avvicinare il trattamento a questo obiettivo: un gel vivente iniettabile, descritto come "pelle in una siringa", in grado di essere applicato direttamente sulle ferite o stampato in 3D per creare innesti personalizzati.

La crescente necessità di trattamenti migliori per le ferite.

Le ustioni sono la quarta forma di trauma più comune al mondo, con circa 11 milioni di persone che ogni anno necessitano di assistenza medica e circa 180.000 decessi stimati. Anche le ferite croniche rappresentano un onere significativo per i sistemi sanitari: solo negli Stati Uniti, Medicare spende quasi 97 miliardi di dollari all'anno per la cura delle ferite.

Le terapie attuali spesso si basano su innesti cutanei a spessore parziale, che sostituiscono lo strato esterno della pelle ma raramente rigenerano il derma più profondo. "Il derma è così complesso che non possiamo riprodurlo in laboratorio. Non conosciamo nemmeno tutti i suoi componenti", ha affermato Johan Junker del Centro svedese per la medicina delle catastrofi e la traumatologia e dell'Università di Linköping. I ricercatori si sono quindi concentrati sulla creazione dei componenti di base che potrebbero aiutare il corpo a ricostruire il derma autonomamente.

Costruire una pelle vivente dalle fondamenta

Il gruppo si è concentrato sui fibroblasti, le principali cellule presenti nel derma. Questi sono stati coltivati ​​su microsfere porose di gelatina, che hanno permesso loro di aderire, moltiplicarsi e iniziare a produrre proteine ​​essenziali per una pelle sana. La sfida consisteva nel mantenere queste particelle cariche di cellule in posizione una volta applicate su una ferita.

Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno combinato le particelle con acido ialuronico utilizzando la chimica click per creare un gel stabile e flessibile. "Il gel ha una caratteristica speciale che gli permette di diventare liquido se sottoposto ad una leggera pressione... ed una volta applicato torna ad avere una consistenza gelatinosa", ha affermato Daniel Aili, professore di fisica molecolare all'Università di Linköping. Questo comportamento di assottigliamento per taglio consente di iniettare il materiale o di stamparlo in 3D per creare strutture complesse.

Imitare la struttura della pelle vera

Le analisi di laboratorio hanno dimostrato che i fibroblasti sono rimasti vitali dopo la stampa e hanno continuato a produrre proteine ​​chiave come il collagene I, III e IV, la laminina e la fibrillina. La struttura porosa del gel ha permesso all'ossigeno ed ai nutrienti di raggiungere le cellule, degradandosi gradualmente con il progredire della guarigione. I ricercatori hanno osservato che le cellule stavano attivamente rimodellando il loro ambiente, formando un tessuto simile al derma normale piuttosto che al tessuto cicatriziale.

Risultati promettenti negli studi sugli animali

Per valutare il comportamento del materiale all'interno del corpo, il gruppo ha impiantato delle strutture stampate in 3D sotto la pelle dei topi. Le cellule sono sopravvissute per almeno 28 giorni, hanno continuato a produrre collagene e, soprattutto, hanno favorito la formazione di nuovi vasi sanguigni. "Abbiamo osservato che le cellule sopravvivono ed è evidente che producono diverse sostanze necessarie per creare nuovo derma", ha affermato Junker. La formazione di vasi sanguigni è una delle maggiori sfide nell'ingegneria tissutale e la loro presenza suggerisce che il materiale potrebbe integrarsi con successo con i tessuti viventi.

Possibili applicazioni al di là della riparazione della pelle

I ricercatori hanno anche sviluppato dei fili di idrogel che possono essere legati, modellati in tubicini in miniatura ed utilizzati per trasportare fluidi o favorire la crescita delle cellule dei vasi sanguigni. Queste strutture potrebbero contribuire a superare un ostacolo importante nella medicina rigenerativa: la creazione di reti vascolari all'interno di tessuti ed organoidi ingegnerizzati.

Uno sguardo al futuro ed alle terapie a lungo termine.

Sebbene ancora sperimentale, questa tecnologia potrebbe in futuro consentire ai medici di coltivare innesti personalizzati a partire dalle cellule del paziente stesso, offrendo risultati migliori per ustioni gravi, ferite croniche e lesioni traumatiche. Il gruppo prevede ulteriori studi, inclusi test su modelli animali di maggiori dimensioni. I risultati, pubblicati su Advanced Healthcare Materials, suggeriscono che la combinazione di cellule viventi con biomateriali avanzati e stampa 3D potrebbe aprire nuove possibilità nella medicina rigenerativa.

ENGLISH

A severe burn can destroy the body’s natural barrier in an instant, leaving patients vulnerable to infection, dehydration and long-term complications.

Despite decades of medical progress, rebuilding functional skin remains one of the most difficult challenges in regenerative medicine. Now, researchers in Sweden have developed a new technology that could bring treatment closer to that goal: a living, injectable gel described as “skin in a syringe,” capable of being applied directly to wounds or 3D‑printed into customised grafts.

A Growing Need for Better Wound Treatments

Burns are the fourth most common form of trauma worldwide, with around 11 million people seeking medical care each year and an estimated 180,000 deaths. Chronic wounds also place a significant burden on healthcare systems, with Medicare in the United States alone spending nearly $97 billion annually on wound care.

Current treatments often rely on split‑thickness skin grafts, which replace the outer layer of skin but rarely regenerate the deeper dermis. “The dermis is so complicated that we can’t grow it in a lab. We don’t even know what all its components are,” said Johan Junker of the Swedish Center for Disaster Medicine and Traumatology and Linköping University. Researchers therefore focused on creating the building blocks that could help the body rebuild the dermis itself.

Building Living Skin From the Ground Up

The team concentrated on fibroblasts, the main cells found in the dermis. These were grown on porous gelatin microcarriers, allowing them to attach, multiply and begin producing proteins essential for healthy skin. The challenge was keeping these cell‑laden particles in place once applied to a wound.

To solve this, the researchers combined the particles with hyaluronic acid using click chemistry to create a stable, flexible gel. “The gel has a special feature that means that it becomes liquid when exposed to light pressure… and once applied it becomes gel‑like again,” said Daniel Aili, professor of molecular physics at Linköping University. This shear‑thinning behaviour allows the material to be injected or 3D‑printed into complex structures.

Mimicking the Structure of Real Skin

Laboratory tests showed that fibroblasts remained viable after printing and continued producing key proteins such as collagen I, III and IV, laminin and fibrillin. The gel’s porous structure allowed oxygen and nutrients to reach the cells, while gradually breaking down as healing progressed. Researchers observed that the cells were actively remodelling their environment, forming tissue that resembled normal dermis rather than scar tissue.

Promising Results in Animal Studies

To assess how the material behaved inside the body, the team implanted 3D‑printed constructs under the skin of mice. The cells survived for at least 28 days, continued producing collagen and, crucially, supported the formation of new blood vessels. “We see that the cells survive and it’s clear that they produce different substances that are needed to create new dermis,” Junker said. Blood vessel formation is one of the biggest challenges in tissue engineering, and its presence suggests the material may integrate successfully with living tissue.

Potential Applications Beyond Skin Repair

The researchers also developed hydrogel threads that can be tied, shaped into miniature tubes and used to transport fluids or support blood vessel cell growth. These structures could help overcome a major barrier in regenerative medicine: creating vascular networks inside engineered tissues and organoids.

Looking Ahead to Future Treatments

Although still experimental, the technology could eventually allow doctors to grow personalised grafts from a patient’s own cells, offering improved outcomes for severe burns, chronic wounds and traumatic injuries. The team plans further studies, including testing in larger animal models. The findings, published in Advanced Healthcare Materials, suggest that combining living cells with advanced biomaterials and 3D printing could open new possibilities in regenerative medicine.

Da:

https://www.eurekamagazine.co.uk/content/news/new-skin-in-a-syringe-marks-major-step-in-regenerative-medicine?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic